CN110065652A - 航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，包括折叠单元；所述折叠单元的数量为多个；所述折叠单元包括主折叠线(2)、副折叠线(3)以及三角折叠线(4)；所述三角折叠线(4)的数量为多个；多个所述三角折叠线(4)分别位于主折叠线(2)的侧部；所述副折叠线(3)位于三角折叠线(4)的一侧。从产品简单性和实用性出发，本发明提供了一种航天器用高刚度大型平面高收纳比折叠及充气展开结构。本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构通过简单的折叠线折叠方法或结构和热固化充气支撑管的应用就可以实现航天器中大型平面如：太阳帆、天线、反射器等的高收纳比折叠收拢，展开后平面具有高刚度、高保形能力，且热固化充气支撑管的高刚度不需要管内的压差保持(即展开到位后气体可随时排出，刚度不会受漏气影响)。

Description

航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法
技术领域
本发明属于航天器结构领域，具体地，涉及一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法，尤其涉及一种航天器用高刚度大型平面高收纳比折叠及充气展开折叠方法或结构。
背景技术
随着航天器技术的发展，大型平面如：太阳帆、天线、反射器等在航天器上的应用日趋广泛，对尺寸和展开后刚度的要求日益增高但常规的收拢方式收纳比小，展开机构重量大，关节多可靠性降低，因此不适合在未来的航天器上应用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法。
根据本发明提供的一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，包括折叠单元；
所述折叠单元的数量为多个；
所述折叠单元包括主折叠线、副折叠线以及三角折叠线；
所述三角折叠线的数量为多个；
多个所述三角折叠线分别位于主折叠线的侧部；
所述副折叠线位于三角折叠线的一侧。
优选地，所述主折叠线包括副折叠线同向线；
所述三角折叠线与副折叠线同向线为反向折叠线；
所述副折叠线同向线与副折叠线为同向折叠线；
所述反向折叠线为沿相反方向进行折叠的线；
所述同向折叠线为沿同一方向进行折叠的线。
优选地，所述主折叠线，还包括三角折叠线同向线；
所述副折叠线与三角折叠线同向线为反向折叠线；
所述三角折叠线同向线与三角折叠线为同向折叠线；
所述反向折叠线为沿相反方向进行折叠的线；
所述同向折叠线为沿同一方向进行折叠的线。
优选地，所述主折叠线、副折叠线这两者的端点交汇在同一点上，记为交点；所述交点构成折叠单元的顶点。
优选地，所述折叠单元的数量为十二个；
十二个所述折叠单元的顶点构成十二边形的顶点。
优选地，所述航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构通过温度升高或降低，分实现展开或收拢状态。
优选地，还包括热固化充气支撑管；
所述热固化充气支撑管设置在折叠单元的最外围。
本发明还提供了一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法，包括如下步骤：
步骤1：将航天器用平面以正十二边形为中心，沿主折叠线、副折叠线、三角折叠线正反交替折叠，并围绕中心旋转收拢，收拢后折叠单元为正十二棱柱。
优选地，所述步骤1包括如下子步骤：
步骤1.1：将副折叠线同向线向下对折；
步骤1.2：将三角折叠线同向线向上对折；
步骤1.3：将三角折叠线分别沿副折叠线同向线向上对折；
步骤1.4：将副折叠线向下对折。
优选地，第一三角折叠线、副折叠线同向线以及充气支撑管形成的面，记为第一面；
所述副折叠线、第一三角折叠线以及充气支撑管形成的面，记为第二面；
所述第一面、第二面沿第一三角折叠线向下对折；
所述副折叠线、第二三角折叠线以及充气支撑管形成的面，记为第三面；
所述第二面、第三面沿第二三角折叠线向上对折；
所述第三面沿三角折叠线同向线向下对折；
第二三角折叠线、另一个副折叠线同向线以及充气支撑管形成的面，记为第四面；
所述第三面、第四面沿第二三角折叠线向下对折；
所述第一面、第二面、第三面、第四面记为一个折叠单元；
所述向上对折的方向为向阳方向；所述向下对折的方向为背阳方向。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、从产品简单性和实用性出发，本发明提供了一种航天器用高刚度大型平面高收纳比折叠及充气展开结构。
2、本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构通过简单的折叠线折叠方法或结构和热固化充气支撑管的应用就可以实现航天器中大型平面如：太阳帆、天线、反射器等的高收纳比折叠收拢，展开后平面具有高刚度、高保形能力，且热固化充气支撑管的高刚度不需要管内的压差保持(即展开到位后气体可随时排出，刚度不会受漏气影响)。
3、本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，无需外力收拢，折叠方便，收拢体积小，没有关节，可靠性高等特点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的完全展开状态的结构示意图。
图2为本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的收拢状态的结构示意图。
图3为本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的展开过程的状态的结构俯视图。
图4为本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的展开过程的状态的结构侧视图。
图5为本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的展开过程的状态的结构侧视图。
图6为本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的展开过程的状态的结构俯视图。
下表为说明书附图中的各个附图标记的含义：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，包括折叠单元；所述折叠单元的数量为多个；所述折叠单元包括主折叠线2、副折叠线3以及三角折叠线4；所述三角折叠线4的数量为多个；多个所述三角折叠线4分别位于主折叠线2的侧部；所述副折叠线3位于三角折叠线4的一侧。
所述主折叠线2包括副折叠线同向线203；所述三角折叠线4与副折叠线同向线203为反向折叠线；所述副折叠线同向线203与副折叠线3为同向折叠线；所述反向折叠线为沿相反方向进行折叠的线；所述同向折叠线为沿同一方向进行折叠的线。
所述主折叠线2，还包括三角折叠线同向线204；所述副折叠线3与三角折叠线同向线204为反向折叠线；所述三角折叠线同向线204与三角折叠线4为同向折叠线；所述反向折叠线为沿相反方向进行折叠的线；所述同向折叠线为沿同一方向进行折叠的线。
所述主折叠线2、副折叠线3这两者的端点交汇在同一点上，记为交点；所述交点构成折叠单元的顶点。
所述折叠单元的数量为十二个；十二个所述折叠单元的顶点构成十二边形的顶点。
所述航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构通过温度升高或降低，分实现展开或收拢状态。
如图1所示，本发明提供的1航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，还包括热固化充气支撑管1；所述热固化充气支撑管1设置在折叠单元的最外围。所述最外围是指如图1所示，当多个折叠单元形成一个近似十二边形时，其外围设置有热固化充气支撑管1。
本发明还提供一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法，包括如下步骤：步骤1：将航天器用平面以正十二边形为中心，沿主折叠线2、副折叠线3、三角折叠线4正反交替折叠，并围绕中心旋转收拢，收拢后折叠单元为正十二棱柱。
所述步骤1包括如下子步骤：步骤1.1：将副折叠线同向线203向下对折；步骤1.2：将三角折叠线同向线204向上对折；步骤1.3：将三角折叠线4分别沿副折叠线同向线203向上对折；步骤1.4：将副折叠线3向下对折。
所述第一三角折叠线5、副折叠线同向线203以及充气支撑管1形成的面，记为第一面；所述副折叠线3、第一三角折叠线5以及充气支撑管1形成的面，记为第二面；所述第一面、第二面沿第一三角折叠线5向下对折；所述副折叠线3、第二三角折叠线6以及充气支撑管1形成的面，记为第三面；所述第二面、第三面沿第二三角折叠线6向上对折；所述第三面沿三角折叠线同向线204向下对折；第二三角折叠线6、另一个副折叠线同向线203以及充气支撑管1形成的面，记为第四面；所述第三面、第四面沿第二三角折叠线6向下对折；所述第一面、第二面、第三面、第四面记为一个折叠单元；所述向上对折的方向为向阳方向；所述向下对折的方向为背阳方向。
下面对本发明提供的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构及其折叠方法进行进一步说明，以下简称结构或方法：
如图1至6所示，本发明提供一种航天器用高刚度大型平面高收纳比折叠及充气展开结构及其制造方法。该制造方法包括：热固化充气支撑管1、主折叠线2、副折叠线3、三角折叠线4组成。该折叠方法中：首先，将热固化充气支撑管1加热到玻璃态转变温度以上，使其变软可折叠，将大型平面以正十二边形为中心，沿主折叠线2、副折叠线3、三角折叠线4正反交替折叠，并围绕中心旋转收拢，收拢后为近似如图1所示，的正十二棱柱，中心正多边形越接近圆形则收拢高度h就越小；冷却后热固化充气支撑管具有高刚度可以保持收拢状态；当再次将热固化充气支撑管加热到玻璃态转变温度以上时，将热固化支撑管1充气展开，展开过程如图3至6所示，直至展开到位如图1所示，展开后再次将热固化充气支撑管1降低到玻璃态转变温度以下，同时该大型平面的刚度得到提高。该折叠结构通过折叠线折叠方法和热固化充气支撑管的应用就可以实现航天器中大型平面如：太阳帆、天线、反射器等的高收纳比折叠收拢，展开后平面具有高刚度、高保形能力，且热固化充气支撑管的高刚度不需要管内的压差保持即展开到位后气体可随时排出，刚度不会受漏气影响，此折叠方法或结构无需外力收拢，折叠方便，收拢体积小，没有关节，可靠性高等特点。
本发明提出一种航天器用高刚度大型平面高收纳比折叠及充气展开折叠方结构，该折叠结构通过折叠线折叠方法和热固化充气支撑管1的应用就可以实现航天器中大型平面如：太阳帆、天线、反射器等的高收纳比折叠收拢，展开后平面具有高刚度、高保形能力，且热固化充气支撑管的高刚度不需要管内的压差保持(即气体可随时排出，刚度不会受漏气影响)，此折叠方法无需外力收拢，折叠方便，收拢体积小，没有关节，可靠性高等特点。
需要说明的是，本发明使用的序数形容词“第一”、“第二”及“第三”等用来描述共同的对象，仅表示指代相同对象的不同实例，而并不是要暗示这样描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其它方式。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，包括折叠单元；
所述折叠单元的数量为多个；
所述折叠单元包括主折叠线(2)、副折叠线(3)以及三角折叠线(4)；
所述三角折叠线(4)的数量为多个；
多个所述三角折叠线(4)分别位于主折叠线(2)的侧部；
所述副折叠线(3)位于三角折叠线(4)的一侧。
2.根据权利要求1所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，所述主折叠线(2)包括副折叠线同向线(203)；
所述三角折叠线(4)与副折叠线同向线(203)为反向折叠线；
所述副折叠线同向线(203)与副折叠线(3)为同向折叠线；
所述反向折叠线为沿相反方向进行折叠的线；
所述同向折叠线为沿同一方向进行折叠的线。
3.根据权利要求2所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，所述主折叠线(2)，还包括三角折叠线同向线(204)；
所述副折叠线(3)与三角折叠线同向线(204)为反向折叠线；
所述三角折叠线同向线(204)与三角折叠线(4)为同向折叠线；
所述反向折叠线为沿相反方向进行折叠的线；
所述同向折叠线为沿同一方向进行折叠的线。
4.根据权利要求3所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，所述主折叠线(2)、副折叠线(3)这两者的端点交汇在同一点上，记为交点；所述交点构成折叠单元的顶点。
5.根据权利要求4所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，所述折叠单元的数量为十二个；
十二个所述折叠单元的顶点构成十二边形的顶点。
6.根据权利要求4所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，所述航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构通过温度升高或降低，分实现展开或收拢状态。
7.根据权利要求4所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构，其特征在于，还包括热固化充气支撑管(1)；
所述热固化充气支撑管(1)设置在折叠单元的最外围。
8.一种航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将航天器用平面以正十二边形为中心，沿主折叠线(2)、副折叠线(3)、三角折叠线(4)正反交替折叠，并围绕中心旋转收拢，收拢后折叠单元为正十二棱柱。
9.根据权利要求8所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法，其特征在于，所述步骤1包括如下子步骤：
步骤1.1：将副折叠线同向线(203)向下对折；
步骤1.2：将三角折叠线同向线(204)向上对折；
步骤1.3：将三角折叠线(4)分别沿副折叠线同向线(203)向上对折；
步骤1.4：将副折叠线(3)向下对折。
10.根据权利要求9所述的航天器用平面收纳比折叠及充气展开结构的折叠方法，其特征在于，第一三角折叠线(5)、副折叠线同向线(203)以及充气支撑管(1)形成的面，记为第一面；
所述副折叠线(3)、第一三角折叠线(5)以及充气支撑管(1)形成的面，记为第二面；
所述第一面、第二面沿第一三角折叠线(5)向下对折；
所述副折叠线(3)、第二三角折叠线(6)以及充气支撑管(1)形成的面，记为第三面；
所述第二面、第三面沿第二三角折叠线(6)向上对折；
所述第三面沿三角折叠线同向线(204)向下对折；
第二三角折叠线(6)、另一个副折叠线同向线(203)以及充气支撑管(1)形成的面，记为第四面；
所述第三面、第四面沿第二三角折叠线(6)向下对折；
所述第一面、第二面、第三面、第四面记为一个折叠单元；
所述向上对折的方向为向阳方向；所述向下对折的方向为背阳方向。
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